Ernst Mach
Ernst Mach (* 18. Februar 1838 in Chrlice (Chirlitz) bei Brünn, damals Österreich-Ungarn, heute Tschechien; † 19. Februar 1916 in Haar bei München) war Physiker, Philosoph und Wissenschaftstheoretiker.
Er ist heute vor allem durch die nach ihm benannte dimensionslose Kennzahl (Mach-Zahl) der Geschwindigkeit relativ zur Schallgeschwindigkeit bekannt. Die Mach-Zahl dient vor allem in der Luftfahrt als Maß für die Geschwindigkeit Mach. Auch auf philosophischem Gebiet hat Mach Großes geleistet. So gilt er als Mitbegründer oder zumindest als einer der einflussreichsten Vertreter des Empiriokritizismus und auch als Wegbereiter der Gestaltpsychologie bzw. Gestalttheorie.
Leben und Werk
Herkunft und Jugend
Mach entsammt einer Familie die in Böhmen und Mähren eine Minderheit darstellte. Sein Vater Johann Mach war erst Hauslehrer und nach dem Erwerb eines Guts in Untersiebenbrunn Bauer. Auch die weiteren Vorfahren der väterlichen Linie waren Kleinbauern und Weber. Die Mütterliche Linie bestand aus Ärzten Anwälten und Offizieren.
Ernst Mach wurde am 18. Februar 1938 in Chrlice geboren und im Nachbarort Tuřany (Turas) getauft. Seine Schulbildung bestand bis zum 15. Lebensjahrim wesentlichen aus dem Unterricht durch seine Eltern. Aber auch in der Landarbeit wurde er von deiesn unterwiesen. Außerdem absolvierte ereine Tischlerlehre. Nachdem er früher schon einmal kurz das Seitenstetter Benedektiner-Gymnasium besucht hatte ging er ab 1853 auf das Kremsier (Komeritz) Piaristen-Gymnasium und erlangte nach zwei Jahren die Allgemeine Hochschulreife
Studium
Mach studierte ab dem Herbst 1955 Mathematik und Naturwissenschaften an der Universität Wien und schloss es 1860 mit einer Dissertation bei Andreas von Ettingshausen ab. Das Thema der Arbeit war: "Über elektrische Ladungen und Induktion" .
Akademische Karriere
Im folgenden Jahr habilitierte Mach und wirkte dann als Privatdozent, wofür er allerdnigs nicht entlohnt wurde. Da die BEwerbung um die Professur seines erkrankten Doktorvaters scheiterte nahm Mach eine Stelle als Mathematikprofessor an der Universität Graz auf. Er blieb dort bis Sommer 1867 wobei er ab 66 als Ordinarius für Physik tätig war. Zum Wintersemester 1867/68 ereilte ihn der Ruf der Universität Prag wo er zugleich auch Direktor des hyikalischen Institus werden sollte. Er blieb hier bis zum Jahre 1895. 1972/73 wurde er Dekan der Philosophischen Fakultät und in den Jahren 1879/80 sowie 1883/84 sogar Rektor der Universität. In diese Zeit fiel auch die Teilung der Universität (1882) in deren Umfeld Mach eine liberale Haltung einnahm obwohl er zur Einheitsfront der deutschenh Minderheit in Böhmen und Mähren gehörte. Auch pflegte er gerade zu dieser Zeit demonstrativ einen freundschaftlichen Briefwechsel mit dem tschechischen Physiker August Seydler. Seine politische Einstellung und Geisteshaltung verzögerten seinen Ruf nach Wien um einige Jahre. Auch wurde er nicht als Physiker berufen sondern auf die neugeschaffene Proffesur für "Philosophie, insbesondere GEschichte der induktiven Wissenschaften". Auch hier war MAch sehr produktiv und überarbeitete neben seinen Vorlesungen frühere Bücher und schreib viele andere gänzlich neu.
Lebensabend
Ende des 19. Jahrhunderts begann die „Arbeitswut“ Ernst Machs nach einem Schlaganfall im Sommer 1898 nachzulassen. Er wurde zwar nie ein Anhänger der Relativitätstheorie, die ihm zu exotisch (auch weil sinnlich nicht direkt erfahrbar) schien, doch seinem heute fast unbekannten, sehr großen Einfluss in Wissenschaft und Öffentlichkeit ist es mit zu verdanken, dass gerade in Wien und Österreich so viele und wichtige Forschungsprojekte durchgeführt wurden. Das Elektron und das Quant waren für Mach ideale, da messbare und dimensionierte Objekte der physikalischen Forschung, die so den beschreibenden und reduktionistischen Anspruch Machs an die Physik voll erfüllten. 1913 zog er zu seinem ältesten Sohn nach Vatterstetten bei München. Dort starb am 19. Februar 1916.
Wissenschaftliche Leistungen
Neben seinen Forschungen in der Physik forschte Mach auch in der Psychologie (genauer Sinnespsychologie), der Philosophie, Methodologie und der Geschichte. Die meisten seiner Werke entstanden in seiner Prager Zeit. Darunter seine bedeutensten Werke zur Physik und zur Sinnespsychologie. Außerdem begann er hier sich mit Fragen der Erkenntnistheorie und der Geschichte der Physik zu beschäftigen.
Dopplereffekt
Bereits direkt nach seinem Studium bestätigte Mach den Dopplereffekt experimentell und brachte so die Debatte, ob der Richtigkeit der Theorie in die richtigen Fahrwasser. Im Zuge dessen schlug er Kirchhoff vor auch die Relativbewegung von Fixsternen spektroskopisch zu bestimmen. Allerdings versickerten diese Bemühungen und wurden erst Jahrzehnte später von Pickering und Vogel umgesetzt.
"Arbeiten über Erscheinungen an fliegenden Projektilen"
Im Sommer 1886 gelang es Mach erstmals mittels der von Toepler entwickelten Schlierenfotografie und Momentografie Verdichtungskegel aus Luft vor Projektilen sichtbar zu machen. Damit bestätigte er experimentelll Theorien des Ballistikers Louis Melsen. Er experimentierte im Anschluss auch mit größeren Kalibern, dies allerdings nicht mehr in seinem Institut sondern auf dem Schießplatz der Firma Krupp und in der kaiserlichen und königlichen Marineakademie von Fiume. Zur Vebesserung der Messung entwickelte er zusammen mit seinem Sohn Ludwig Mach der ihm als Assistent diente das Mach-Zehnder-Interferometer. Aus den damit gewonnen Daten konnte Mach zeigen, dass die Stoßwelle um das bis zu 50-fache verdichtet wird. Auch belgte er die Existenz einer Schwanzwelle hinter dem Projektil neben der Kopfwelle vor dem Projektil. Spätestens mit der "Umkehrung" des Versuchs, d.h. Luft auf ein stillstehendes Projektil zu blasen, im Jahre 1889/90 schuf Mach so die Grundlagen der Gasdynamik welche dann von Ludwig Prandtl weiterentwickelt wurde]]. Die Bedeutung dieser Forschungsergebnisse zeigt sich nicht zuletz in den noch heute gebräuchlichen Worten Machscher Kegel und Mach-Zahl. Die militärischen Aspekte dieser Forschung beunruhigten Mach worauf er in vielen Vorträgen Hinwies.
Sinnespsychologie und Philosophie
Als absoluter und kämpferischer Gegner jeder Form der Metaphysik und glühender Anhänger der Aufklärung, die er als eigentliche Befreiung des Menschen empfand, kam er zu seiner eigenen „Denkökonomie“. Als Empirist (Alles, was von der Welt erfahrbar sei, sei eine Folge der Sinneseindrücke. Daher sei die Möglichkeit der Messbarkeit das einzig wirklich wichtige Kriterium.) standen für ihn die Sinne und Reizwahrnehmungen im Mittelpunkt. Ernst Mach wird als Vertreter einer positivistischen Weltauffassung gesehen. Positivismus im Zusammenhang mit Mach (u.a. auch David Hume, John Stuart Mill, Auguste Comte, Richard Avenarius) bedeutet:
- Die Quelle aller menschlichen Erkenntnis ist das "Gegebene".
- Gegeben ist nur eine Mannigfaltigkeit von Sinneseindrücken (Empfindungen).
- Nicht gegeben ist alles, was zusätzlich zu den Inhalten der sinnlichen Wahrnehmung die "Welt" konstituiert.
- Die Unterscheidung zwischen Ich und Welt ist haltlos.
- Es gibt keine metaphysische Erkenntnis über außersinnliche Realität.
Mach stellte die These auf, dass der Mensch immer den Wahrnehmungsprozess auswähle, der am ökonomischsten sei. Er suche immer nach den besten Möglichkeiten, diesen ökonomischsten Prozess aus den anderen auszusortieren, die beste und schnellste Kalkulationsmöglichkeit zu finden.
Alles menschliche Handeln und Trachten ist vom Verlangen nach Selbsterhaltung bestimmt. Durch die Ausbildung der höheren intellektuellen Funktionen werden gerade jene angeborenen Eigenschaften und Reflexe ersetzt, die den niederen Organismen ihr Dasein ermöglichen.
Den Wissenschaften wies er den Platz zu, die Welt und die Empfindungen der Menschen möglichst einfach und neutral zu beschreiben. Ein kompromissloser Reduktionismus sollte das Leitbild der Wissenschaft sein. Daher waren für ihn die beiden Wissenschaften Physik (als Erklärungsmethode für die Welt) und Psychologie (als Erklärungsmethode für unsere Empfindungen) die eigentlichen Grundlagen für ein aufgeklärtes Weltverständnis.
Unnötig, ja gefährlich waren für Mach Diskussionen über Wahrheit oder Unwahrheit von Theorien. Einzig der Nutzen der Theorie sei relevant. Wahrheit als etwas für sich Existierendes gebe es nicht. Wissenschaftliche Ideen entstünden und entwickelten sich nach einem evolutionären Prinzip. Nur die stärksten, also die ökonomischsten und empirisch klarsten Ideen setzten sich durch und würden zu einer temporären Diskussions-Wahrheit. Jede Idee, und dies galt für Mach vor allem für wissenschaftliche Ideen, würde vom Menschen aus rein ökonomischen Gründen entwickelt, sie habe nur den Zweck, die Überlebensfähigkeit des Menschen zu erhöhen. Physikalische Theorien waren für Mach immer mathematisch organisierte Naturbeschreibungen und nicht mehr. Ähnlich sah er die Psychologie als Lieferantin für die Beschreibung von Empfindungserfahrungen.
Die Auseinandersetzung mit diesen Ideen, die zu Anfang des 20. Jahrhunderts populär waren und oft diskutiert wurden, erfolgte in unterschiedlichen Kreisen. Planck und andere kritisierten seine evolutionsbiologische Ideenlehre als metaphysische Spekulation. Mach wurde von Marxisten wie Lenin studiert, der in seinem epochemachenden Werk "Materialismus und Empiriokritizismus" die philosophischen Ideen Machs einer fundamentalen Kritik unterzog, indem er u.a. deren solipsistische Implikationen nachwies. Der Wiener Kreis (vormals Ernst-Mach-Gesellschaft) mit u.a. Rudolf Carnap, Kurt Gödel und zeitweise auch Karl Popper stützte sich neben Wittgenstein auf Mach. Aber auch Literaten wie Robert Musil und Hugo von Hofmannsthal und auch Albert Einstein erkannten seine Bedeutung.
Politische Gesinnung
Wie sich schon in den Auseinandersetzungen um die Teilung der Universität zeigte hatte Mach in seinem Elternhaus ein tiefen liberalen und humanistischen Einschlg mitgenommen. Später kehrte er sich, gänzlich unüblich für seinen Stand und die Zeit der Sozialdemokratie zu und war ein guter Freund des "Führers der österreichischen Sozialdemokratie" ,Viktor Adler. Berühmt wurde auch sein Kommentar "Die Wiener haben wie die Trottel gewählt. Überall haben die Pfaffen gegen die Sozialdemokraten gewonnen.", welchen er anlässlich der österreichischen Parlamentswahlen im Jahr 1897 von sich gab. Außerdem hatte er eine als atheistische zu bezeichnende Geisteshaltung.
Überblick
Nach seinen beiden großen Entdeckungen, den Bogengängen im Innenohr als Gleichgewichtsorgan und der speziellen Technik der Fotografie von Projektilen bei Überschallgeschwindigkeit, wandte sich Ernst Mach mehr und mehr der Wissenschaftsgeschichte und der Philosophie zu.
Mach beschäftigte sich neben der Philosophie auch mit der Analyse der Grundlagen der Mechanik und warf dabei einige Fragen im Zusammenhang mit dem Machschen Prinzip auf, die ihn zum Wegbereiter der Allgemeinen Relativitätstheorie machten. Einstein selbst bezeichnete sich anfangs als "Schüler" Machs, später distanzierte er sich allerdings von dessen philosophischen Ansichten.
Weiterhin wies Mach den Doppler-Effekt experimentell nach.
Ernst Mach ist Ehrenmitglied der Prager Universitäts-Sängerschaft "Barden" (heute zu München).
Das 1972 eröffnete Ernst-Mach-Gymnasium in Haar trägt seinen Namen, sowie seit 2004 das 1961 gegründete Ernst-Mach-Gymnasium in Hürth. Ebenso seit 1970 ein Mondkrater. (Krater Mach)
Machsches Prinzip
Statt nun einen bewegten Körper auf den Raum (auf ein Koordinatensystem) zu beziehen, wollen wir direkt sein Verhalten zu den Körpern des Weltraumes betrachten, durch welches jenes Koordinatensystem allein bestimmt werden kann. Voneinander sehr entfernte Körper, welche in bezug auf andere ferne festliegende Körper sich mit konstanter Richtung und Geschwindigkeit bewegen, ändern ihre gegenseitige Entfernung der Zeit proportional [...] Die eben angestellten Betrachtungen zeigen, dass wir nicht nötig haben, das Trägheitsgesetz auf einen besonderen absoluten Raum zu beziehen. Vielmehr erkennen wir, dass sowohl jene Massen, welche nach der gewöhnlichen Ausdrucksweise Kräfte aufeinander ausüben, als auch jene, welche keine ausüben, zueinander in gleichartigen Beschleunigungsbeziehungen stehen, und zwar kann man alle Massen als untereinander in Beziehung bestehend betrachten [...] auch ich erwarte, dass astronomische Beobachtungen zunächst nur sehr unscheinbare Korrektionen notwendig machen werden, so halte ich es doch für möglich, dass der Trägheitssatz in seiner einfachen Newtonschen Form für uns Menschen nur örtliche und zeitliche Bedeutung hat.
Siehe auch
Weblinks
- Vorlage:PND
- Werke von Ernst Mach im Projekt Gutenberg-DE
- Ernst Mach: Antimetaphysische Vorbemerkungen aus: Die Analyse der Empfindungen und das Verhältnis des Physischen zum Psychischen, 1. Aufl. 1886
- Über das Machsche Prinzip, Erkenntnistheorie und Physik
| Personendaten | |
|---|---|
| NAME | Mach, Ernst |
| KURZBESCHREIBUNG | Physiker und Philosoph |
| GEBURTSDATUM | 18. Februar 1838 |
| GEBURTSORT | Tuřany (Turas) bei Brünn |
| STERBEDATUM | 19. Februar 1916 |
| STERBEORT | Haar |